(57)【要約】【課題】  内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングをエンジン運転条件及び吸気弁の開弁状態に自在に対応して、エンジン性能を低下することなくＮＯｘ（窒素酸化物）発生量を低減可能な適正値に制御し得る内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンを提供する。【解決手段】  内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンにおいて、吸気弁を、該吸気弁の全開を含むメインリフトと該メインリフトの開始時よりも早期にかつ該メインリフトよりも小さいリフトのサブリフトとの２つのリフト形態で開弁するように構成するとともに、前記吸気通路に前記吸気弁のサブリフト時に該吸気通路を開閉して吸気通路面積を変化せしめる吸気制御弁を設置し、前記サブリフト時に前記吸気制御弁を開閉することにより前記燃焼室内から吸気通路に送り込まれるＥＧＲ量を調整するように構成されてなることを特徴とする。【選択図】    図１
2006083755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気弁の開弁時に吸気通路に送り込み、吸気に混入させて燃焼室に還流する排気再循環システム（ＥＧＲシステム）を備えた４サイクルエンジンにおいて、前記吸気弁を、該吸気弁の全開を含むメインリフトと該メインリフトの開始時よりも早期にかつ該メインリフトよりも小さいリフトのサブリフトとの２つのリフト形態で開弁するように構成するとともに、前記吸気通路に前記吸気弁のサブリフト時に該吸気通路を開閉して吸気通路面積を変化せしめる吸気制御弁を設置し、前記サブリフト時に前記吸気制御弁を開閉することにより前記燃焼室内から吸気通路に送り込まれる燃焼ガスの再循環量（ＥＧＲ量）を調整するように構成されてなることを特徴とする内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジン。
【請求項２】
前記吸気制御弁を駆動する吸気制御弁駆動装置と、前記エンジンの回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数検出器と、前記エンジンの負荷（エンジン負荷）を検出するエンジン負荷検出器と、前記エンジン回転数検出器からのエンジン回転数検出値及びエンジン負荷検出器からのエンジン負荷検出値が入力され、該エンジン回転数検出値、エンジン負荷検出値等のエンジン運転条件検出値に基づき前記吸気弁の作動に対応させて前記吸気制御弁駆動装置の作動を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする請求項１記載の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジン。
【請求項３】
前記コントローラは、前記エンジン運転条件検出値に基づき前記吸気制御弁駆動装置を介して前記吸気制御弁の開度を変化させるように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジン。
【請求項４】
前記コントローラは、前記エンジン運転条件検出値に基づき前記吸気制御弁駆動装置を介して前記吸気制御弁の開度を一定にして該吸気制御弁の開閉時期を変化させるように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジン。
【請求項５】
前記コントローラは、前記エンジン運転条件検出値に基づき前記吸気制御弁駆動装置を介して前記吸気制御弁の開度及び開閉時期を一定にして該吸気制御弁の開弁タイミングと前記吸気弁のサブリフトとの位相差を変化させるように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジン。
【請求項６】
排気弁の作動を検出して前記コントローラに入力する排気弁ギャップセンサを備え、前記コントローラは、前記排気弁ギャップセンサからの排気弁作動信号に基づき前記吸気制御弁の開閉時期を変化させるように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジン。
【請求項７】
前記吸気弁の作動を検出して前記コントローラに入力する吸気弁ギャップセンサを備え、前記コントローラは、前記吸気弁ギャップセンサからの吸気弁作動信号に基づき前記吸気制御弁の開閉時期を変化させるように構成されてなることを特徴とする請求項２記載の内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として４サイクルディーゼルエンジン及び４サイクルガスエンジンに適用され、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気弁の開弁時に吸気通路に送り込み、吸気に混入させて燃焼室に還流する排気再循環システム（ＥＧＲシステム）であって、内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
４サイクルディーゼルエンジン、４サイクルガスエンジン等においては、吸気弁の開弁時に燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込み、吸気に混入させてＥＧＲガスを混入した吸気を燃焼室に還流する内部ＥＧＲ（排気再循環）システムを備えたエンジンが提供されている。
かかる内部ＥＧＲシステムを備えたエンジンに関する技術の１つに、特許文献１（特開平７−１３３７２６号公報）にて提供された技術がある。
【０００３】
かかる技術においては、吸気通路に該吸気通路を開閉して吸気通路面積を変化せしめる吸気制御弁を設置し、排気行程の終了直前に吸気制御弁よりも先に吸気弁を開き、負圧になっている吸気通路内にピストンの上昇によって燃焼ガス（ＥＧＲガス）を押し込み、吸気行程時にＥＧＲガス混入の吸気を燃焼室内に還流し、前記吸気制御弁を吸気弁の開閉時期と関連させるとともにエンジン負荷、エンジン回転数等のエンジン運転条件によって開閉制御して、吸気制御弁と吸気弁との間の圧力（負圧）を制御して内部ＥＧＲ量を所望の値に制御している。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３３７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸気弁の開弁時に燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気通路に送り込み、吸気に混入させてＥＧＲガスを混入した吸気を燃焼室に還流する内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンや４サイクルガスエンエンジンにおいては、エンジン負荷、エンジン回転数等のエンジン運転条件及び吸気弁の開弁状態に対応して、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングを自在に制御して、エンジン性能を低下することなくＮＯｘ（窒素酸化物）発生量を低減することを要する。
【０００６】
然るに前記特許文献１（特開平７−１３３７２６号公報）の技術にあっては、排気弁の閉弁前で吸気弁が開いている期間、つまり排気弁と吸気弁とのオーバーラップ時期に吸気制御弁の開閉時期を制御しているので、吸気制御弁の開閉制御は前記排気弁と吸気弁とのオーバーラップ時期によって一義的に決まってしまい、吸気制御弁の開閉制御を自由度を持って制御して、エンジン運転条件及び吸気弁の開弁状態に自在に対応して内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングを、エンジン性能を低下することなくＮＯｘ（窒素酸化物）発生量を低減し得る適正値に制御するのは困難を伴う。
【０００７】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングをエンジン運転条件及び吸気弁の開弁状態に自在に対応して、エンジン性能を低下することなくＮＯｘ（窒素酸化物）発生量を低減可能な適正値に制御し得る内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、燃焼室内の燃焼ガスの一部を吸気弁の開弁時に吸気通路に送り込み、吸気に混入させて燃焼室に還流する排気再循環システム（ＥＧＲシステム）を備えた４サイクルエンジンにおいて、前記吸気弁を、該吸気弁の全開を含むメインリフトと該メインリフトの開始時よりも早期にかつ該メインリフトよりも小さいリフトのサブリフトとの２つのリフト形態で開弁するように構成するとともに、前記吸気通路に前記吸気弁のサブリフト時に該吸気通路を開閉して吸気通路面積を変化せしめる吸気制御弁を設置し、前記サブリフト時に前記吸気制御弁を開閉することにより前記燃焼室内から吸気通路に送り込まれる燃焼ガスの再循環量（ＥＧＲ量）を調整するように構成されてなることを特徴とする。
【０００９】
かかる発明において、好ましくは、前記吸気制御弁を駆動する吸気制御弁駆動装置と、前記エンジンの回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数検出器と、前記エンジンの負荷（エンジン負荷）を検出するエンジン負荷検出器と、前記エンジン回転数検出器からのエンジン回転数検出値及びエンジン負荷検出器からのエンジン負荷検出値が入力され、該エンジン回転数検出値、エンジン負荷検出値等のエンジン運転条件検出値に基づき前記吸気弁の作動に対応させて前記吸気制御弁駆動装置の作動を制御するコントローラとを備える。
【００１０】
また、かかる発明において、前記コントローラによる吸気制御弁の開閉制御手段は、具体的には次の３つの手段によるのが好ましい。
（１）エンジン運転条件検出値に基づき吸気制御弁駆動装置を介して吸気制御弁の開度を変化させるように構成する。
（２）エンジン運転条件検出値に基づき吸気制御弁駆動装置を介して、吸気制御弁の開度を一定にして該吸気制御弁の開閉時期を変化させるように構成する。
（３）エンジン運転条件検出値に基づき前記吸気制御弁駆動装置を介して前記吸気制御弁の開度及び開閉時期を一定にして該吸気制御弁の開弁タイミングと前記吸気弁のサブリフトとの位相差を変化させるように構成する。
【００１１】
かかる発明によれば、吸気弁を該吸気弁の全開を含むメインリフトと該メインリフトの開始時よりも早期にかつ該メインリフトよりも小さいリフトのサブリフトとの２つのリフト形態で開弁するように構成するとともに、前記吸気通路に該吸気通路を開閉して吸気通路面積を変化せしめる吸気制御弁を設置したので、コントローラの制御により、吸気弁のサブリフト時に吸気制御弁を開くと、燃焼室内の燃焼ガスがサブリフト状態にある吸気弁を通って吸気通路に逆流して吸気と混合された後、該吸気と燃焼ガスとの混合ガスつまりＥＧＲガスが、吸気行程においてピストンの下降とともに燃焼室内に導入され、内部ＥＧＲがなされる。
【００１２】
そして、前記吸気弁のサブリフト時における吸気制御弁の開度あるいは開閉時期は、コントローラにより、具体的には前記（１）、（２）、（３）の手段で、エンジン回転数検出値、エンジン負荷検出値等のエンジン運転条件検出値に基づき制御される。
従って、内部ＥＧＲが必要なエンジンの起動から低負荷運転時には、コントローラの制御によって、前記吸気制御弁を開いて燃焼室と吸気通路とを連通させることにより内部ＥＧＲを行い、エンジンの中、高負荷運転時には吸気制御弁を閉じることにより内部ＥＧＲを停止することができる。
【００１３】
従ってかかる発明によれば、吸気弁のサブリフト時に吸気制御弁をエンジン回転数検出値、エンジン負荷検出値等のエンジン運転条件検出値に基づき開閉制御するので、従来技術のように一義的に定まる排気弁と吸気弁とのオーバーラップ時期に吸気制御弁を開閉するのでは無く、吸気弁のメインリフトから独立して設定されたサブリフト時に該サブリフトに関連させ前記エンジン運転条件によって吸気制御弁を開閉制御することとなり、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングを、排気弁と吸気弁とのオーバーラップ時期に関係なく自在に制御することができる。
これにより、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングを、吸気弁に設定されたサブリフトと吸気制御弁の開閉制御とを組み合わせて自在に制御することによって、エンジン性能を低下することなくＮＯｘ（窒素酸化物）発生量を低減し得る適正値に精度よく制御できる。
【００１４】
また本発明は、排気弁の作動を検出して前記コントローラに入力する排気弁ギャップセンサを備え、前記コントローラは、前記排気弁ギャップセンサからの排気弁作動信号に基づき前記吸気制御弁の開閉時期を変化させるように構成されてなる。
また本発明は、前記吸気弁の作動を検出して前記コントローラに入力する吸気弁ギャップセンサを備え、前記コントローラは、前記吸気弁ギャップセンサからの吸気弁作動信号に基づき前記吸気制御弁の開閉時期を変化させるように構成されてなる。
このように構成すれば、排気弁ギャップセンサによって検出される排気弁作動信号による排気弁の開弁時期（開弁時間）、あるいは吸気弁ギャップセンサによって検出される吸気弁作動信号による吸気弁の開弁時期（開弁時間）を基準にして、吸気制御弁の開閉時期（開弁時間）を変化させるので、時間制御で吸気制御弁の開閉を制御でき、クランク角検出器等のクランク角によるタイミング制御を必要とせず、制御が簡単になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、吸気弁のサブリフト時に、エンジン運転条件検出値に基づき開閉制御するので、吸気弁のメインリフトから独立して設定されたサブリフト時に該サブリフトに関連させ前記エンジン運転条件によって吸気制御弁を開閉制御することとなり、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングを、排気弁と吸気弁とのオーバーラップ時期に関係なく自在に制御することができる。
これにより、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングを、吸気弁に設定されたサブリフトと吸気制御弁の開閉制御とを組み合わせて自在に制御することによって、エンジン性能を低下することなくＮＯｘ（窒素酸化物）発生量を低減し得る適正値に精度よく制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の第１実施例に係る４サイクルディーゼルエンジンにおける内部ＥＧＲシステムの全体構成図である。図において、２はエンジン（ディーゼルエンジン）のピストン、７はシリンダライナ、８はシリンダヘッド、１は前記ピストン２、シリンダライナ７、シリンダヘッド８により区画形成された燃焼室である。
５は吸気ポート、３は前記吸気ポート５を開閉する吸気弁、１４は吸気弁ばね、６は排気ポート、４は前記排気ポート６を開閉する排気弁、１５は排気弁ばねである。１８は排気カム、１７はプッシュロッド、１６はロッカーアームで、前記排気カム１８によりプッシュロッド１７を押し上げ、ロッカーアーム１６を介して排気弁４を排気弁ばね１５のばね力に抗して押し下げて該排気弁４を開弁するようになっている。
尚、図示を省略したが、前記吸気弁３についても排気弁４の場合と同様な、吸気カム、プッシュロッド、ロッカーアームを備えている。
以上の構成は通常の４サイクルディーゼルエンジンと同様である。
【００１８】
２０は吸気ポート５に設けられた吸気制御弁で、この実施例では支持軸２０ａに支持されて該支持軸２０ａの軸心回りに回動可能なスロットル弁に構成されている。１２は前記吸気制御弁２０を伝動ベルト１３を介して駆動する吸気制御弁駆動モータで、この実施例ではステッピングモータにて構成される。１１は前記吸気制御弁駆動モータ１２を制御操作するモータ制御装置である。
２１はエンジンの回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転数検出器、２２は前記エンジンの負荷（エンジン負荷）を検出するエンジン負荷検出器、２３はエンジンのクランク角を検出するクランク角検出器、２４は各気筒（シリンダ）の着火順序信号を発信する気筒判別信号発信器である。
【００１９】
１０はコントローラで、前記エンジン回転数検出器２１からエンジン回転数の検出値が、前記負荷検出器２２からエンジン負荷の検出値が、前記クランク角検出器２３からクランク角の検出値が、前記気筒判別信号発信器２４から各気筒の着火順序信号が、それぞれ入力され、これらの入力信号に基づき後述する演算、制御を行い、その結果を前記モータ制御装置１１に出力するものである。
【００２０】
図３は、かかる第１実施例における排気弁及び吸気弁の開閉タイミング線図である。この実施例においては、図示しない吸気カムに、前記吸気弁３のリフトを吸気弁メインリフト開始時よりも早期でかつピストン上死点よりも早期に、該吸気弁メインリフトＬ１よりも小さいリフトの吸気弁サブリフトＬ２を形成している。α１は吸気弁サブリフトＬ２の開始時期、α２は吸気弁サブリフトＬ２の終了時期、αｍは吸気弁サブリフトＬ２の最大リフト位置である。
【００２１】
かかる構成からなる内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルディーゼルエンジンの運転時において、図３のように、排気弁４の開弁期間中に吸気弁３がサブリフトＬ２だけ開くと、図１の矢印（破線）のように、燃焼室１内の燃焼ガスつまりＥＧＲガスが吸気ポート５内に逆流し、前記吸気制御弁２０を通って吸気ポート５内に流入する。この場合のＥＧＲガスの吸気ポート５内への流入量つまりＥＧＲ量は、前記吸気弁３がサブリフトＬ２で開いているときの前記吸気制御弁２０の開度あるいは開弁期間によって決まる。
そして、図３のように、上死点近傍で吸気弁３が開き始め、ピストン２の下降とともに吸気弁メインリフトＬ１のように吸気弁リフトが増加すると、吸気ポート５内に流入していたＥＧＲガスが吸気とともに前記燃焼室１内導入され、内部ＥＧＲがなされる。
【００２２】
図２は、前記第１実施例における作動説明図である。
図２（Ａ）は、吸気弁３がサブリフトＬ２で開いている状態で前記吸気制御弁２０の開度が最大となって、内部ＥＧＲ量が最大となる。
図２（Ｃ）は、吸気弁３がサブリフトＬ２で開いている状態で前記吸気制御弁２０の開度が最小となって、内部ＥＧＲ量が最小となる。
図２（Ｂ）は、吸気弁３がサブリフトＬ２で開いている状態で前記吸気制御弁２０の開度が中間開度となって、内部ＥＧＲ量が中間量となる。
図２において、図１と同一の部材は同一の符号で示す。
【００２３】
次に、図４ないし図６は、前記第１実施例における吸気制御弁２０の制御ブロック図であり、図４は吸気制御弁の開度を制御する場合、図５は吸気制御弁の開弁期間を制御する場合、図６は吸気制御弁と吸気弁の開弁位相を制御する場合をそれぞれ示す。
図４（Ａ）において、エンジン回転数検出器２１からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器２２からのエンジン負荷の検出値、前記クランク角検出器２３からのクランク角の検出値、前記気筒判別信号発信器２４からの各気筒の着火順序信号は、コントローラ１０の吸気制御弁開度算出部１０１に入力される。
【００２４】
１０２は吸気弁開閉タイミング設定部で、図３に示されるような、吸気弁３のメインリフトＬ１とサブリフトＬ２とを組み合わせた吸気弁３の開閉時期及びリフトが設定されている。１０３は吸気制御弁開度設定部で、図４（Ｂ）のように、エンジン回転数あるいはエンジン負荷が上昇するに従い吸気制御弁３の開度が小さくなり（図１の傾斜角θが大きくなり）、一定回転数Ｎ０以上あるいは一定負荷Ｌ０以上の高回転、あるいは高負荷運転になると全閉（傾斜角θ＝９０°）になるように設定されている。
【００２５】
前記吸気制御弁開度算出部１０１においては、前記エンジン回転数の検出値あるいはエンジン負荷の検出値に対応する吸気制御弁３の開度を前記吸気制御弁開度設定部１０３から算出し、前記吸気弁開閉タイミング設定部１０２に設定された吸気弁３のサブリフトＬ２及び該サブリフトＬ２の開始時期α１及び終了時期α１と突き合わせ、前記クランク角の検出値によって前記吸気弁３のサブリフトＬ２と同期させ、さらに前記各気筒の着火順序信号を用いて、各シリンダの着火順序に従った各シリンダ毎の吸気制御弁３の作動信号をモータ制御装置１１に出力する。
該モータ制御装置１１においては、各シリンダ毎の吸気制御弁３の作動信号の基づき、各シリンダの吸気制御弁駆動モータ１２を作動させ、吸気制御弁３を前記開度で以って開閉する。
【００２６】
これにより、吸気弁３のサブリフトＬ２時に、吸気制御弁３を低回転域あるいは低負荷域で開度を大きくして吸気ポート５内に逆流するＥＧＲガス量を増加することにより内部ＥＧＲを増大し、エンジン回転数あるいはエンジン負荷が上昇するに従い開度を減少させて前記ＥＧＲガス量を減少して行き、内部ＥＧＲを不要とするエンジンの一定回転数Ｎ０以上あるいは一定負荷Ｌ０以上の高回転あるいは高負荷運転になると吸気制御弁３を全閉にして内部ＥＧＲを停止することが可能となる。
【００２７】
次に、図５（Ａ）に示すような、吸気制御弁２０の開弁期間を制御する場合においては、吸気制御弁開弁期間設定部１０５には、図５（Ｂ）のように、吸気制御弁２０の開度を一定として、エンジン回転数あるいはエンジン負荷が上昇するに従い吸気制御弁２０の開弁期間が小さくなり、一定回転数Ｎ０以上あるいは一定負荷Ｌ０以上の高回転、あるいは高負荷運転になるとサブリフトＬ２中に開弁期間がゼロ（０）になるように設定されている。
【００２８】
そして吸気制御弁開弁期間算出部１０４においては、前記エンジン回転数の検出値あるいはエンジン負荷の検出値に対応する吸気制御弁３の開弁期間を前記吸気制御弁開弁期間設定部１０５から算出し、前記吸気弁開閉タイミング設定部１０２に設定された吸気弁３のサブリフトＬ２及び該サブリフトＬ２の開始時期α１及び終了時期α１と突き合わせ、前記クランク角の検出値によって前記吸気弁３のサブリフトＬ２と同期させ、さらに前記各気筒の着火順序信号を用いて、各シリンダの着火順序に従った各シリンダ毎の吸気制御弁３の作動信号をモータ制御装置１１に出力する。
これ以降の制御、操作は図４の場合と同様である。
【００２９】
次に、図６に示すような、吸気制御弁２０と吸気弁３のサブリフトＬ２との開弁位相を制御する場合においては、吸気制御弁／吸気弁開弁位相設定部１０７には、図６（Ｂ）のように、吸気制御弁２０の開度を一定として、エンジン回転数あるいはエンジン負荷が上昇するに従い吸気制御弁２０の開弁期間と吸気弁３のサブリフトＬ２期間（図３のα１〜α２期間）との重なり期間が小さくなり、一定回転数Ｎ０以上あるいは一定負荷Ｌ０以上の高回転、あるいは高負荷運転になると前記重なり期間がゼロ（０）となり、吸気制御弁２０が実質的に全閉になるように設定されている。
【００３０】
そして吸気制御弁／吸気弁開弁位相設定部１０７においては、前記エンジン回転数の検出値あるいはエンジン負荷の検出値に対応する吸気制御弁／吸気弁開弁位相を前記吸気制御弁／吸気弁開弁位相設定部１０７から算出し、前記クランク角の検出値によって前記吸気弁３のサブリフトＬ２と同期させ、さらに前記各気筒の着火順序信号を用いて、各シリンダの着火順序に従った各シリンダ毎の吸気制御弁３の作動信号をモータ制御装置１１に出力する。
これ以降の制御、操作は図４の場合と同様である。
【００３１】
従って、かかる第１実施例によれば、吸気弁３を該吸気弁３の全開を含むメインリフトＬ１と該メインリフトＬ１の開始時よりも早期にかつ該メインリフトＬ１よりも小さいリフトのサブリフトＬ２との２つのリフト形態で開弁するように構成するとともに、前記吸気通路に該吸気ポート５を開閉して吸気通路面積を変化せしめる吸気制御弁３を設置したので、前記コントローラ１０の制御により、吸気弁３のサブリフトＬ２時に吸気制御弁３を開くと、燃焼室内の燃焼ガスがサブリフトＬ２状態にある吸気弁３を通って吸気ポート５に逆流して吸気と混合された後、該吸気と燃焼ガスとの混合ガスが、吸気行程においてピストン２の下降とともに燃焼室１内に導入され、内部ＥＧＲがなされる。
【００３２】
そして、前記吸気弁３のサブリフトＬ２時における吸気制御弁２０の開度あるいは開閉時期あるいは吸気制御弁２０の開弁期間と吸気弁３のサブリフトＬ２の期間との開弁位相は、コントローラ１０により、エンジン回転数検出値、エンジン負荷検出値等のエンジン運転条件検出値に基づき制御される。
従って、内部ＥＧＲが必要なエンジンの起動から低負荷運転時には、コントローラ１０の制御によって、前記吸気制御弁２０を開いて燃焼室１と吸気ポート５とを連通させることにより内部ＥＧＲを行い、内部ＥＧＲを必要としないエンジンの中、高負荷運転時には、吸気制御弁３を閉じることにより内部ＥＧＲを停止することができる。
【００３３】
従ってかかる第１実施例によれば、吸気弁３のサブリフトＬ２時に吸気制御弁２０をエンジン回転数検出値、エンジン負荷検出値等のエンジン運転条件検出値に基づき開閉制御するので、従来技術のように一義的に定まる排気弁４と吸気弁３とのオーバーラップ時期に吸気制御弁を開閉するのでは無く、吸気弁３のメインリフトＬ１から独立して設定されたサブリフトＬ２時に該サブリフトＬ２に関連させ前記エンジン運転条件によって吸気制御弁３を開閉制御することとなり、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングを、排気弁４と吸気弁３とのオーバーラップ時期に関係なく自在に制御することができる。
これにより、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングを、吸気弁２に設定されたサブリフトＬ２と吸気制御弁２０の開閉制御とを組み合わせて自在に制御することによって、エンジン性能を低下することなくＮＯｘ（窒素酸化物）発生量を低減し得る適正値に精度よく制御できる。
【実施例２】
【００３４】
図７は本発明の第２実施例を示す図１対応図、図８は前記第２実施例における吸気制御弁の制御ブロック図である。
この第２実施例においては、前記第１実施例におけるクランク角検出器２３等のクランク角によるタイミング制御に代えて、排気弁ギャップセンサ３０からの排気弁作動信号に基づく時間制御を用いている。
即ち図７において、３０は排気弁４の頂部のギャップを検出する排気弁ギャップセンサであり、該排気弁ギャップセンサ３０からの排気弁作動信号はコントローラ１０に入力される。
【００３５】
次に、図８において、エンジン回転数検出器２１からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器２２からのエンジン負荷の検出値、前記排気弁ギャップセンサ３０からの排気弁作動信号の検出値、前記気筒判別信号発信器２４からの各気筒の着火順序信号は、コントローラ１０の吸気制御弁開閉期間算出部１０４に入力される。
以後の制御、操作は、図５（Ａ）に示すブロック図と同様である。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材あるいは要素は同一の符号で示す。
【実施例３】
【００３６】
また、本発明の第３実施例においては、図示を省略したが、前記第１実施例におけるクランク角検出器２３等のクランク角によるタイミング制御に代えて、吸気弁ギャップセンサからの吸気弁作動信号に基づく時間制御を用いることもできる。該吸気弁ギャップセンサは前記排気弁ギャップセンサ３０と同一品を用いることができ、該吸気弁ギャップセンサからの吸気弁作動信号はコントローラ１０に入力される。
【００３７】
次に、図８において、エンジン回転数検出器２１からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器２２からのエンジン負荷の検出値、前記吸気弁ギャップセンサ３１からの吸気弁作動信号の検出値、前記気筒判別信号発信器２４からの各気筒の着火順序信号は、コントローラ１０の吸気制御弁開閉期間算出部１０４に入力される。
以後の制御、操作は、図５（Ａ）に示すブロック図と同様である。
【００３８】
かかる第２、３実施例によれば、排気弁ギャップセンサ３０により検出される排気弁作動信号により排気弁４の開弁時期（開弁時間）、あるいは吸気弁ギャップセンサ３１により検出される吸気弁作動信号により吸気弁３の開弁時期（開弁時間）を基準にして吸気制御弁２０の開閉時期（開弁時間）を変化させるので、時間制御で吸気制御弁２０の開閉を制御でき、クランク角検出器２３等のクランク角によるタイミング制御を必要とせず、制御が簡単になる。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材あるいは要素は同一の符号で示す。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、内部ＥＧＲ量及び内部ＥＧＲのタイミングをエンジン運転条件及び吸気弁の開弁状態に自在に対応して、エンジン性能を低下することなくＮＯｘ（窒素酸化物）発生量を低減可能な適正値に制御し得る内部ＥＧＲシステムを備えた４サイクルエンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施例に係る４サイクルディーゼルエンジンにおける内部ＥＧＲシステムの全体構成図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は前記第１実施例における作動説明図である。
【図３】前記第１実施例における排気弁及び吸気弁の開閉タイミング線図である。
【図４】前記第１実施例における吸気制御弁の制御ブロック図（その１）である。
【図５】前記第１実施例における吸気制御弁の制御ブロック図（その２）である。
【図６】前記第１実施例における吸気制御弁の制御ブロック図（その３）である。
【図７】本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
【図８】前記第２実施例における吸気制御弁の制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  燃焼室
２  ピストン
３  吸気弁
４  排気弁
５  吸気ポート
６  排気ポート
７  シリンダライナ
８  シリンダヘッド
１０  コントローラ
１１  モータ制御装置
１２  吸気制御弁駆動モータ
１８  排気カム
２０  吸気制御弁
２１  回転数検出器
２２  負荷検出器
２３  クランク角検出器
２４  気筒判別信号発信器
３０  排気弁ギャップセンサ
３１  吸気弁ギャップセンサ
【図１】
2006083755.tif 000003
【図２】
2006083755.tif 000004
【図３】
2006083755.tif 000005
【図４】
2006083755.tif 000006
【図５】
2006083755.tif 000007
【図６】
2006083755.tif 000008
【図７】
2006083755.tif 000009
【図８】
2006083755.tif 000010